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推断统计是通过借助样本提供的信息,推论总体情况的方法。推断统计主要包括总体参数的估计和假设检验这两部分内容。
一、假设检验的基本步骤
1.提出假设。
如“假设两个总体平均数没有差别”,其数学符号为:“H0:μ1=μ2”,这种对总体所作的“无差别”的假设,称为“零假设”或称虚无假设,用符号“H0”表示。(μ1,μ2表示两个总体的平均数)。与此同时,实际上存在第二种假设,“两个总体平均数有差别”,其符号为:“H1:μ1≠μ2”,称为备择假设。显然,虚无假设与备择假设是两个对立的假设,肯定此,必否定彼。
2.计算出检验统计量的具体值。
代入相应的公式,计算出检验统计量的具体值(如后面将介绍的Z值、T值、X2值)。
3.做出统计推断。
根据“小概率事件实际上不可能性”原理,研究H0成立的概率。如果H0的概率P>0.05,表示零假设不是一个小概率事件,否定备择假设H1,则H0成立,即“μ1=μ2”。如果H0的概率p<0.05,表明零假设是一个小概率事件,H0不成立,就肯定备择假设H1的成立,从而确定“μ1≠μ2”。
二、常用的检验方法
检验方法分为参数检验方法和非参数检验方法。在学前教育研究领域,最为常用的检验方法是参数检验中的z检验、t检验和非参数检验中的X2检验。
1.Z检验当两个独立无关的大样本(即样本容量大于30)时使用。它是用标准正态分布的理论来推断差异发生的概率,从而比较两个平均数的差异是否显著。公式为:
(11.13)
[例6] 从某市的六岁儿童中随机抽测100个男孩和80个女孩的身高,所得结果如下表,根据这次抽样测量的结果,该市男女儿童身高是否存在显著差异?
表11—7 男女儿童身高测量结果
性别 |
人数 |
样本平均数 |
样本标准差 |
男 |
100 |
114 |
5 |
女 |
80 |
112 |
6 |
解:抽取的两个样本均大于30,属两个独立大样本平均数差异的显著性检验,用Z检验。
检验步骤:
(1)提出假设,H0:μ1=μ2,H1:μ1≠μ2
(2)计算统计量,代人Z值公式
(3)计算出的Z值与下表进行对照,做出判断:
差异显著性 |
||
Z<1.96 |
P>0.05 |
差异不显著 |
Z>1.96 |
P<0.05 |
差异显著 |
Z>2.58 |
P<0.01 |
差异极显著 |
由于1.96<2.39<2.58,故0.01<P<0.05,根据Z检验的规则作出判断:在0.05的显著性水平上拒绝零假设,接受备择假设,即该市男女六岁儿童的身高有显著差异。
2.t检验
(1)独立样本t检验
当两个样本是相互独立的,且是小样本时(即样本容量小于30)使用。公式为:
(11.14)
特别指出的是,这个公式的使用条件是:总体正态分布,样本随机抽取,相互独立;总体方差未知,但差异不显著。
[例7] 用甲、乙两种不同风格的教学设计方案分别在两个小组进行教学实验,甲组12人,乙组14人,实验结束两个小组的测验成绩如表11—8所示。
两种教材的实验效果是否有显著差异?(假设测验成绩总体服从正态分布)
表11-8两小组测验成绩
甲 | 33 38 25 31 28 30 25 30 32 31 36 30 |
乙 | 36 25 23 20 30 25 23 33 20 17 27 24 22 34 |
解:①建立假设,H0:μ1=μ2,H1:μ1≠μ2
②计算统计量t
首先依据上述资料求得:S1=3.68 ;S2=5.49 ,已知n1=12,n2=14,将上述各值代入公式得
=2.63
(2)相关样本t检验
当两个样本的平均数并非独立的,而是存在成对的,或是存在相互关联的关系时使用。公式为:
(11.15)
[例8] 某班利用多媒体教学前后学生的学习兴趣测量得分如下表,问前后两次测量结果间是否存在显著差异?
表11-9学习兴趣测量得分比较
利用后 利用前 |
30 17 |
30 25 |
34 37 |
37 27 |
38 24 |
35 18 |
39 32 |
20 22 |
30 28 |
34 27 |
13 169 |
5 25 |
-3 9 |
10 100 |
14 196 |
17 289 |
7 49 |
-2 4 |
2 4 |
7 49 |
解:建立假设,H0:μ1=μ2,H1:μ1≠μ2
[例9] 某学校为了了解家长对某项教改实验的态度,对60位家长进行了一次调查,调查结果如表11—10,问三种态度的人数是否有显著差异?
表11-10 家长对某项教改实验的态度
态度 | 赞 成 | 无所谓 | 反 对 |
实测人数 |
30 |
16 |
14 |
解:
缩节《X2值表》
Df |
0.05 |
0.01 |
1 |
3.841 |
6.635 |
2 |
5.991 |
9.210 |
3 |
7.815 |
11.345 |
4 |
9.488 |
12.277 |
5 |
11.070 |
15.068 |
由于5.991<7.6<9.210,即0.01<P<0.05,因此,在0.05显著性水平上,拒绝零假设,认为家长对这项教改实验的态度有显著差异。
通过对教育研究资料推断统计的学习,你是否真正了解与掌握了其中的内容呢?接下来让我们一起进入边学边练。